一种循环式动静叶干涉尾迹发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种循环式动静叶干涉尾迹发生装置。包括动叶机构和水槽组件；水槽组件包括上水槽、下水槽和两个中水槽；上水槽和下水槽上下相接相通，在上水槽和下水槽之间的两侧安装有对称布置的中水槽，作为出口的中水槽中安装有静叶叶片；动叶机构包括水平传动皮带、上传动轴、竖直传动皮带、动叶叶片、下传动轴和调速电机；调速电机经水平传动皮带和上传动轴连接，上传动轴经竖直传动皮带和下传动轴连接，每个动叶叶片铰接于竖直传动皮带。本发明专利技术通过真实翼型运动实现尾迹发生，与工程实际中循环式动静叶片干涉现象更加符合。具有通用性好，易于安装，观测方便等特点。

A circulation type static and dynamic blade interference trailing device

The invention discloses a circular static and dynamic interference trailing generation device. The utility model comprises a movable blade mechanism and a flume assembly; the flume assembly comprises an upper flume, a lower flume and two middle flumes; the upper flume and the lower flume are connected up and down, and a symmetrically arranged middle flume are installed between the upper flume and the lower flume, and a stator blade is installed in the middle flume as an outlet; and the movable blade mechanism comprises a horizontal transmission skin. The belt, the upper drive shaft, the vertical drive belt, the movable blade blade, the lower drive shaft and the speed regulating motor are connected by the horizontal drive belt and the upper drive shaft, the upper drive shaft is connected by the vertical drive belt and the lower drive shaft, and each movable blade blade is hinged on the vertical drive belt. The invention realizes wake occurrence by real airfoil movement, which is more consistent with the interference phenomenon of circulating dynamic and static blades in engineering practice. It has the characteristics of good versatility, easy installation and convenient observation.

【技术实现步骤摘要】
一种循环式动静叶干涉尾迹发生装置
本专利技术涉及了能源动力领域的一种液流发生装置，尤其是涉及了一种循环式动静叶干涉尾迹发生装置。
技术介绍
在许多叶轮机械装置中，由于存在循环式动静叶片的相对运动，动叶叶片尾迹会对静叶叶片边界层流动分离及涡的发展产生影响，同时静叶叶片对动叶叶片尾迹的切割会反作用于动叶叶片附近流场。研究这种动静干涉对叶轮机械的安全高效稳定运行具有重要意义。实验研究仍然是对动静干涉进行研究的必不可少的手段，它具有数值模拟所不具备的直观性和准确性。现阶段主要采用的实验装置主要分为两类，一类是旋转圆盘式，一类是直动往复式。这两类实验装置通常都是在风洞环境中测试，对于水环境叶轮机械该类装置不能很好地开展研究。另外这两类实验装置的动叶叶片一般都是采用圆棒来模拟叶片周围流动，这与实际叶片形状差别很大，不能真实地反映叶片周围的流动状况，由于叶片结构过于简单，这两类实验装置也不能方便地调节叶片进口角。旋转圆盘式尾迹发生器的叶片在转动过程中其叶片进口角一直在变化，其产生的尾迹会引起静叶流场分布不对称。直动往复式尾迹发生器的叶片由凸轮连杆驱动，其叶片的运动速度很难保持稳定，导致动静干涉频率波动。因此，如何准确地模拟动静干涉对研究叶轮机械的高效稳定运行具有重要的理论和实用价值。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种循环式动静叶干涉尾迹发生器，解决了叶片进口角不稳定和叶片运动速度不稳定的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：装置包括动叶机构和水槽组件；水槽组件包括上水槽、下水槽和两个中水槽；上水槽和下水槽上下相接相通，在上水槽和下水槽之间的两侧安装有对称布置的中水槽，在下水槽上端对称的两侧壁开有缺口，中水槽的一端伸入到缺口内并设有环围架，中水槽的另一端开设水平口作为进水口/出水口；两个中水槽分别作为进水和出水，作为出口的中水槽中安装有静叶叶片。所述的动叶机构包括水平传动皮带、上传动轴、竖直传动皮带、动叶叶片、下传动轴和调速电机；水平传动皮带水平两端均连接上滑轮，调速电机输出轴与水平传动皮带其中一端的上滑轮同轴连接，水平传动皮带另一端的上滑轮和上传动轴同轴连接；上传动轴两端各连接有一组竖直传动皮带组件，每个竖直传动皮带组件包括竖直传动皮带和连接在竖直传动皮带上下两端的下滑轮，两个竖直传动皮带组件的竖直传动皮带上端的下滑轮分别与上传动轴的两端同轴连接，两个竖直传动皮带组件的竖直传动皮带下端的下滑轮分别与下传动轴的两端同轴连接；两个竖直传动皮带组件的竖直传动皮带之间连接有一排动叶叶片，一排动叶叶片沿竖直传动皮带间隔布置，每个动叶叶片铰接于竖直传动皮带。所述的两个竖直传动皮带组件的竖直传动皮带其中一侧穿过其中一侧中水槽的环围架，两个竖直传动皮带组件的竖直传动皮带另一侧穿过另一侧中水槽的环围架。所述的下传动轴的两端部通过带座轴承支撑安装于下水槽的内壁。所述的调速电机固定于固定顶板，固定顶板固定在上水槽的顶部。所述的动叶叶片两端带有圆柱凸轴，所述的竖直传动皮带表面有等间距的孔，孔用于铰接安装动叶叶片两端带有的圆柱凸轴。所述动叶叶片的翼型由测试内容决定。所述的作为出口的中水槽中安装有一排静叶叶片，一排静叶叶片沿竖直方向上下间隔布置。所述的静叶叶片一端带有螺纹的圆柱凸轴，圆柱凸轴固定在中水槽的侧壁，使得静叶叶片水平支撑连接在中水槽两侧壁之间。所述的动叶叶片和静叶叶片其材质为奥氏体不锈钢。所述的上水槽、下水槽和两个中水槽的材质为亚力克透明板。所述的上水槽侧边有轴孔，方便上传动轴伸出，安装上传动轴。所述下滑轮防止传动皮带沿滑轮轴向偏移运动。本专利技术装置的实验运动过程为：调速电机带动水槽外的滑轮匀速旋转，水槽外的滑轮通过轴带动水槽内的滑轮匀速旋转，水槽内的皮带保持匀速运动。固定在皮带上有一定冲角的动叶叶片保持匀速的上升或者下降运动。在动叶叶片周期性经过静叶叶片时对叶片流场产生作用，来模拟叶轮机械动静干涉时动叶尾迹对静叶流场的干涉作用和静叶对动叶尾迹切割的反作用。实验时，根据实验需要选择具体的叶片形状，叶片安放角，流体速度和叶片运动速度。在叶片朝着某一方向运动时采集数据，在叶片朝相反方向运动时停止采集数据。本专利技术的有益效果：1、相比于旋转圆盘式尾迹发生器，很好地解决了圆棒运动过程中进口角变化的问题，相比于直动往复式尾迹发生器，很好地解决了圆棒往复运动时圆棒速度不均，动静干涉频率变化的问题。2、由于采用了横向水槽和竖直水槽的密封结构，避免了实验过程中流量泄露的问题。同时叶片初始位置可以不在横向水槽内，减小了叶片初始位置对实验流场的影响。叶片循环运动，叶片上下往返时间间隔大，返程后有充分时间重整流场，对数据采集程的影响小。3、本专利技术发生装置更换叶片方便，可轻松调节叶片安装间距和叶片安装角。可进行不同的叶型，不同动静干涉频率和强度的测试。采用真实叶型而非圆棒，能更真实地反映动静干涉时叶片流场分布。本专利技术具有通用性好，易于实现，使用方便的特点。附图说明图1为循环式动静叶干涉尾迹发生装置的总体结构示意图；图2为滑轮组，传动皮带组，带座轴承，轴组，和动叶叶片组成的动叶机构；图3为一典型动叶叶片结构示意图；图4为一典型静叶叶片结构示意图；图5为横向水槽结构示意图；图6为上半部分竖直水槽结构示意图；图7为下半部分竖直水槽结构示意图；图8为循环式动静干涉尾迹发生装置运动示意图；图9为实施例所选择的叶片翼型入流攻角示意图。图中：固定顶板1、水平传动皮带2、上传动轴3、竖直传动皮带4、中水槽5、动叶叶片6、带座轴承7、调速电机8、上水槽9、静叶叶片10、下水槽11、下滑轮12、下传动轴13、上滑轮14、主滑轮15。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细阐述：本装置安装在翼型水洞试验台上，如图1所示，本专利技术具体实施包括动叶机构和水槽组件；水槽组件包括上水槽9、下水槽11和两个中水槽5；上水槽9和下水槽11上下相接相通，在上水槽9和下水槽11之间的两侧安装有对称布置的中水槽5，如图6所示，上水槽9底端开口，下水槽11底部封闭，上端开口和上水槽9的底端开口连接相通，如图7所示，在下水槽11上端对称的两侧壁开有缺口，中水槽5的一端伸入到缺口内并设有用于配合限位隔离动叶机构的环围架，中水槽5的另一端开设水平口作为进水口/出水口；两个中水槽5分别作为进水和出水，即两个中水槽5其中一个作为进水，另一个作为出水，作为出口的中水槽5中安装有静叶叶片10。上水槽9是无上下底面的贯穿筒形结构，下水槽11是带底面板的杯型结构。中水槽5伸入到下水槽11缺口内部为开有上下贯穿矩形通孔的结构(环围架)，环围架的空间用于传动皮带4带动动叶叶片6上下运动。上水槽9、下水槽11和两个中水槽5固定连接后形成的整个水槽采用密封胶密封，整个水槽将动叶机构含在内部形成密闭空间。上水槽9、下水槽11和两个中水槽5的材质为亚力克透明板。作为出口的中水槽5中安装有一排静叶叶片10，一排静叶叶片10沿竖直方向上下间隔布置。静叶叶片10一端带有螺纹的圆柱凸轴，圆柱凸轴固定在中水槽5的侧壁，使得静叶叶片10水平支撑连接在中水槽5两侧壁之间。如图2所示，动叶机构包括水平传动皮带2、上传动轴3、竖直传动皮带4、动叶叶片6、下传动轴13和调速电机8；调速电机8固定于固定顶板1，固定顶板1固定在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环式动静叶干涉尾迹发生装置，其特征在于：包括动叶机构和水槽组件；水槽组件包括上水槽(9)、下水槽(11)和两个中水槽(5)；上水槽(9)和下水槽(11)上下相接相通，在上水槽(9)和下水槽(11)之间的两侧安装有对称布置的中水槽(5)，在下水槽(11)上端对称的两侧壁开有缺口，中水槽(5)的一端伸入到缺口内并设有环围架，中水槽(5)的另一端开设水平口作为进水口/出水口；两个中水槽(5)分别作为进水和出水，作为出口的中水槽(5)中安装有静叶叶片(10)；所述的动叶机构包括水平传动皮带(2)、上传动轴(3)、竖直传动皮带(4)、动叶叶片(6)、下传动轴(13)和调速电机(8)；水平传动皮带(2)水平两端均连接上滑轮(14)，调速电机(8)输出轴与水平传动皮带(2)其中一端的上滑轮(14)同轴连接，水平传动皮带(2)另一端的上滑轮(14)和上传动轴(3)同轴连接；上传动轴(3)两端各连接有一组竖直传动皮带组件，每个竖直传动皮带组件包括竖直传动皮带(4)和连接在竖直传动皮带(4)上下两端的下滑轮(12)，两个竖直传动皮带组件的竖直传动皮带(4)上端的下滑轮(12)分别与上传动轴(3)的两端同轴连接，两个竖直传动皮带组件的竖直传动皮带(4)下端的下滑轮(12)分别与下传动轴(13)的两端同轴连接；两个竖直传动皮带组件的竖直传动皮带(4)之间连接有一排动叶叶片(6)，一排动叶叶片(6)沿竖直传动皮带(4)间隔布置，每个动叶叶片(6)铰接于竖直传动皮带(4)。...

【技术特征摘要】
1.一种循环式动静叶干涉尾迹发生装置，其特征在于：包括动叶机构和水槽组件；水槽组件包括上水槽(9)、下水槽(11)和两个中水槽(5)；上水槽(9)和下水槽(11)上下相接相通，在上水槽(9)和下水槽(11)之间的两侧安装有对称布置的中水槽(5)，在下水槽(11)上端对称的两侧壁开有缺口，中水槽(5)的一端伸入到缺口内并设有环围架，中水槽(5)的另一端开设水平口作为进水口/出水口；两个中水槽(5)分别作为进水和出水，作为出口的中水槽(5)中安装有静叶叶片(10)；所述的动叶机构包括水平传动皮带(2)、上传动轴(3)、竖直传动皮带(4)、动叶叶片(6)、下传动轴(13)和调速电机(8)；水平传动皮带(2)水平两端均连接上滑轮(14)，调速电机(8)输出轴与水平传动皮带(2)其中一端的上滑轮(14)同轴连接，水平传动皮带(2)另一端的上滑轮(14)和上传动轴(3)同轴连接；上传动轴(3)两端各连接有一组竖直传动皮带组件，每个竖直传动皮带组件包括竖直传动皮带(4)和连接在竖直传动皮带(4)上下两端的下滑轮(12)，两个竖直传动皮带组件的竖直传动皮带(4)上端的下滑轮(12)分别与上传动轴(3)的两端同轴连接，两个竖直传动皮带组件的竖直传动皮带(4)下端的下滑轮(12)分别与下传动轴(13)的两端同轴连接；两个竖直传动皮带组件的竖直传动皮带(4)之间连接有一排动叶叶片(6)，一排动叶叶片(6)沿竖直传动皮带(4)间隔布置，每个动叶叶片(6)铰接于竖直传动皮带(4)。2.根据权利要求1所述的一种循环式动静叶干涉尾迹发生装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮晓东，张旭，王鹏飞，王嘉明，许忠斌，付新，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33